窑具制造技术

本发明专利技术包括通过以下步骤生产的窑具：粉磨至少一种选自于堇青石、莫来石、红柱石，矾土和经煅烧形成这些矿物的矿物的原料获得粒径为５００μｍ或更小的粉磨了的粉末；加入０－３０ｗｔ％的粒径为４４μｍ或更大的碳化硅粉末获得混合粉末；粒化混合粉末获得粒化了的粉末；成型粒化后的粉末获得密实体；焙烧该密实体。由于本发明专利技术的窑具采用粒化后的原料生产，所以窑具在表面上和厚度方向上具有均匀的密度，该窑具在窑具所要求的各项性能方面是优异的并具有较长的寿命。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括码放器，底板，基座等的窑具。当通过焙烧生产陶瓷制品时就要用到窑具。陶瓷制品，例如，电子元件，包含卫生陶瓷，瓷砖，绝缘体，铁氧体等。通常，用于生产窑炉设备，如码放器的主要原料中的颗粒由原料生产公司生产和粉磨。颗粒由粗颗粒，中颗粒，和细颗粒组成。向主要原料中的这些颗粒中加入胶结剂等以获得一种混合物。将混合物捏练，然后将该混合物装入一预定形状的成型模具中。用压力将含有该混合物的成型模具加压以获得密实体。焙烧该密实体获得窑具。然而，当用前述颗粒构成的原料生产窑具时存在着一些问题。原料在颗粒尺寸上趋向于不均。还有，当将该原料装入成型模具中时原料趋向于分离。这又导致了密实体的密度在厚度方向上和表面上不均。当焙烧该密实体时或使用所得到的制品时这样的不均导致翘曲或破裂，或由于分层、或强度变坏等缺陷窑具的寿命被缩短。当窑炉设备较大或较薄时，这些问题特别明显。因此，制造较大或较薄的窑具或延长它们的寿命特别困难。在精细陶瓷领域中，为了生产密实的陶瓷烧结体，原料粉末由超细颗粒(几微米)组成。为了提高原料的流动能力和成型模具中原料的堆积能力，通常用喷射干燥机对粉末材料进行粒化处理以增加成型能力等。然而，在窑具领域中，人们强调轻质，耐热等性能，根本没有进行过此粒化处理。最近，在窑具领域中，出于对改进生产率或节能的考虑，进行了快速烧成。还有，所焙烧的密实体变得越来越大。因此，人们越来越要求改进窑具的性能。为了解决这些问题，本专利技术的目的是通过将超细粉原料的粒化处理技术应用到具有较宽的颗粒尺寸组成并用于窑具的原料中来改进窑具的性能并延长其寿命。本专利技术提供了一种由以下步骤生产的窑具；粉磨至少一种选自于堇青石，莫来石，红柱石，矾土，和经煅烧形成这些矿物的矿物的原料以便获得粒径为5000μm或更小的粉末；向粉磨后的粉末中加入0-30wt％粒径为44μm或更大的碳化硅粉末以便获得混合粉末；粒化该混合粉末获得粒化粉末；成型粒化粉末获得密实体；以及焙烧该密实体。本专利技术还提供了一种由以下步骤生产的窑具将组成为0-60wt％堇青石粉末，20-65wt％莫来石粉末，25-50wt％红柱石粉末，10-30wt％矾土粉末，(每种粉末都具有500μm或更小的粒径)，和0-30wt％粒径为44μm或更大的碳化硅粉末的混合粉末粒化获得粒化粉末；成型该粒化粉末获得密实体；焙烧该密实体。本专利技术进一步提供了一种窑具，其中将至少一种作为原料选自于堇青石，莫来石，红柱石，矾土和经煅烧形成这些矿物的矿物的粗颗粒混入将要成型和随后焙烧的所说粒化粉末中。本专利技术最重要的特征是不使用通常未经处理的原料颗粒而使用粒化原料颗粒。因此，对原料进行粒化处理控制了在生产过程中，特别是成型过程中原料颗粒尺寸的不均，并确保了原料在成型模具中堆积均匀。结果，获得了内部密度均匀并且没有缺陷，如分层的窑具。在本专利技术中，通过混合粒化原料和未处理原料能将不易粒化的较大粒径的原料分散。因此，能够较容易地生产难于成型，干燥等的尺寸较大的制品或较厚的制品，并能获得在制品内部没有任何缺陷的窑具。进行粒化处理的原料是至少一种选自于堇青石、莫来石、红柱石、矾土，和经煅烧形成这些矿物的矿物的矿物。原料的组成和粒经的分布由窑具的种类，窑炉所使用的领域和温度范围决定。例如， 当生产用于焙烧内墙瓷砖的辊道窑码放器时，原料优选地具有主要含有堇青石或莫来石(它们都具有较小的热膨胀并且抗冲击性优异)，的组成以便密实体能承受包括快速加热和快速冷却的快速烧成。对于生产用于焙烧电子元件陶瓷的窑具来说，要求1350℃或更大的较高烧成温度，原料优选地具有主要含有莫来石或矾土的组成，它们耐热性优异并与用于电子元件的材料有较低的反应活性。顺便说，当使用主要含有堇青石的原料时，由于与其它原料相比堇青石具有较低的熔点并且杂质又能降低熔点，所以应使用纯度较高的原料，特别是，原料具有优选99％或更高，更优选99.5％或更高的纯度。通常向粉磨后的原料中加入一种烧结剂或塑化剂，并粒化所获得的原料。可以将常规有机粘结剂用作塑化剂。然而， 出于粘结力和便于处理的考虑，优选地，使用粘土或粘土与有机粘结剂的混合物。当100wt％对应于粉末原料的总重量时，粘土的数量是3-15wt％(内掺)，优选地5-10wt％，以便保持粒化效果并当使用窑具时不降低耐酸性。人们希望窑具具有较高的热导性并且轻质。因此，可以将热导性优异并且比重较低的碳化硅粉末加入到粉末原料中去。然而，由于微量的碳化硅粉末趋向于被氧化形成氧化硅并导致体积膨胀，所以存在制品膨胀引起的开裂或制品强度降低的问题。因此，碳化硅的数量是粉末原料总重量的30wt％或更低。另外，碳化硅具有44μm或更大，优选44-100μm的粒径。顺便说，在本专利技术中，能将包括堇青石，莫来石，红柱石，和/或矾土的原料直接用作粉末原料。另外，经煅烧形成这些矿物的粉末原料能与这些原料一起，或代替这些原料而用作原料。例如，通过以预定的比例混合滑石，矾土，和高岭土并煅烧该混合物能形成堇青石。通过以预定的比例混合二氧化硅和矾土并煅烧该混合物能形成莫来石。通过煅烧氢氧化铝能形成矾土。原料的组成和粒化原料的粒径分布取决于窑具的种类，使用领域，使用温度范围等。考虑到常规耐火材料对性能的最低要求，粒化原料优选的组成为(a)至少一种选自于堇青石，莫来石，红柱石，和矾土(它们都具有500μm或更小的粒径)，和经煅烧形成这些矿物的矿物的材料，和(b)粒径为44μm或更大的碳化硅。例如，原料优选地含有0-60wt％堇青石，20-65wt％莫来石，25-50wt％红柱石，10-30wt％矾土(它们都具有500μm或更小的粒径)，和0-30wt％的粒径为44μm或更大的碳化硅。没有特别限制粒化处理的方法，并且可以应用使用各种粒化设备，如喷射干燥机，回转粒化器，压力粒化器，挤出粒化器的方法。考虑到在成型模具中原料的堆积能力，每种粒化颗粒具有大约球形的外观。如果进行粒化处理的粉末原料尺寸足以能够粒化就不特别限制它的粒径。然而，如果粉末原料的粒径较大粒化颗粒则较大。因此，使用粒径通常为500μm或更小，优选300μm或更小的粉磨后的粉末。粒化粉末优选具有约0.2-5mm的粒径。当粒化颗粒具有小于0.2mm的直径时，所获得的产物在厚度方向趋向于分层，并几乎不能获得厚度为20mm或更大的较厚制品。另一方面，当粒化粉末具有大于5mm的粒径时，在成型模具中的堆积趋向于变得不均，并几乎不能获得厚度为10mm或更小的较薄制品。用成型方法，如压力成型将在前述方法中获得的粒化粉末成型以获得具有期望外观的密实体。随后，在1100℃或更高，通常为1300℃-1400℃的温度下焙烧所获得的密实体。由于烧成温度取决于构成密实体的原料种类和组成分布等，最合适的温度是变化的。然而，要求烧成温度最低为约1100℃。还有，在本专利技术中，能够将前述粒化粉末与至少一种选自于堇青石，莫来石，红柱石，矾土，和经煅烧形成这些矿物的矿物(它们都具有0.3mm或更大的直径)的原料相混合以便进行成型和焙烧。当由此将较粗的未粒化粉末原料与粒化粉末原料相混合时，能够较容易地生产厚度为20mm或更大的较厚的制品，特别是，能够较容易地生产推进炉的基座。为了避免可能由成型导致的粗颗粒的离析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窑具，由以下步骤生产： 粉磨至少一种选自于堇青石，莫来石，红柱石，矾土，和经煅烧形成这些矿物的矿物获得一种粒径为５００μｍ或更少的粉磨了的粉末； 向粉磨后的粉末中加入０－３０ｗｔ％粒径为４４μｍ或更大的碳化硅粉末，获得混合粉末； 粒化混合粉末得到粒化了的粉末； 成型粒化后的粉末得到密实体；并且 焙烧密实体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山川治，二本松浩明，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，NGK阿德列克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]